一种光模块的制作方法

本申请涉及光纤通讯领域，尤其涉及一种光模块。

背景技术：

光收发一体模块，简称光模块主体或者光纤模块，是光纤通信系统中实现光电转换或电光转换的重要器件。在光纤通信系统中的信号发送端，光模块主体将接收到的电信号转换成光信号，光信号通过光纤媒介传输后，再由对应的信号接收端的光模块主体还原成电信号，实现信息在光纤媒介中的高速传输。光模块主体在光电转换或电光转换过程中会产生电磁信号，该电磁信号会对光纤通信系统中其他设备(如中继器)构成不同程度的电磁干扰，影响其他设备对信号进行传输或处理的速率和准确率。同时，光纤通信系统中其他设备产生的电磁信号也将不可避免的影响光模块主体的光电/电光转换性能。因此，光模块主体通常需要配备电磁屏蔽装置，以提高光模块主体自身的电磁兼容性能，即光模块主体在电磁环境中能正常工作且不对该环境中的其他设备产生不能承受的电磁干扰。

图1是一种光模块的结构示意图。如图1所示，该光模块包括上壳体1、下壳体2和电路板3。为了便于电路板3的组装和检修，上壳体1和下壳体2通常以螺纹连接、卡接等可拆卸的连接方式进行装配，构成一个相对密闭的腔体空间。电路板3放置于上壳体1和下壳体2组成的腔体内部，通过机壳屏蔽的方式，能够在一定程度上降低电路板3与光纤通信系统中其他设备之间的电磁干扰。但是，以可拆卸方式连接的上壳体1和下壳体2通常为点-点连接或点-面连接，在上壳体1和下壳体2的连接处不可避免的产生缝隙，电路板3产生的电磁波通过缝隙泄漏至外部，降低光模块的电磁兼容性能。

申请内容

本申请提供了一种光模块，以解决光模块的电磁兼容性能差的问题。

本申请提供一种光模块，所述光模块包括上壳体、下壳体、电路板以及多个弹性竖筋，所述上壳体、所述下壳体和所述弹性竖筋均为导电体；所述上壳体和所述下壳体均包括一个底面和垂直于所述底面的两个侧面，所述两个侧面分布于所述底面的宽度方向上，且相互平行；所述上壳体两个侧面外壁之间的距离小于所述下壳体两个侧面外壁之间的距离；所述上壳体的两个侧面插入所述下壳体的两个侧面之间，所述电路板设置于所述上壳体和所述下壳体形成的腔体内部；所述多个弹性竖筋沿所述光模块的长度方向分布于所述上壳体的侧面外壁上，和/或所述下壳体的侧面内壁上。

本申请还提供了另一种光模块，所述光模块包括上壳体、下壳体、电路板、金属筋体和弹性导电体，所述上壳体和所述下壳体均为导电体；所述上壳体和所述下壳体均包括一个底面和垂直于所述底面的两个侧面，所述两个侧面分布于所述底面的宽度方向上，且相互平行；所述上壳体两个侧面外壁之间的距离小于所述下壳体两个侧面外壁之间的距离；所述上壳体的两个侧面插入所述下壳体的两个侧面之间，所述电路板设置于所述上壳体和所述下壳体形成的腔体内部；所述金属筋体包括设置于所述上壳体侧面外壁上的第一金属竖筋和设置于所述下壳体侧面内壁上的第二金属竖筋；所述第一金属竖筋和所述第二金属竖筋沿所述光模块的长度方向交错分布；所述第一金属竖筋和所述第二金属竖筋向对应壳体突出的尺寸均小于所述上壳体侧面和所述下壳体侧面之间的距离；所述弹性导电体过盈填充于所述第一金属竖筋与所述下壳体侧壁之间，以及所述第二金属竖筋与所述上壳体侧壁之间。

本申请提供的光模块具有以下优点：

本光模块利用弹性竖筋，或者金属筋体和弹性导电体的组合，将上壳体和下壳体侧壁之间形成缝隙分隔为独立的子缝隙。子缝隙足够小，电路板产生的电磁波很难穿过该子缝隙传播至壳体外部，从而被由上壳体、下壳体构成电磁屏蔽结构所屏蔽。应用本光模块时，不会产生明显的电磁泄漏，光模块的电磁兼容性能得以显著提高。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为常见的一种光模块的结构示意图；

图2为本申请实施例一提供的一种光模块的整体结构示意图；

图3为本申请实施例一提供的一种光模块的拆分示意图；

图4为本申请实施例一提供的一种光模块外壳的截面示意图；

图5为无法形成子缝隙的弹性竖筋的分布状态图；

图6为本申请实施例一提供的一种弹性竖筋在壳体装配前后的状态变化示意图；

图7为本申请实施例一提供的一种缝隙填充状态的示意图；

图8为本申请实施例二提供的一种光模块的拆分示意图；

图9为本申请实施例二提供的一种缝隙的填充状态示意图；

图10为本申请实施例三提供的一种缝隙的填充状态示意图；

图11为本申请实施例四提供的一种金属竖筋的分布状态图；

符号表示：

1-上壳体、11-上壳体侧面、12-上壳体底面、2-下壳体、21-下壳体侧面、22-下壳体底面、3-电路板、4-弹性竖筋、5-导电胶层、6-金属筋体、7-弹性导电体、61-第一金属竖筋、62-第二金属竖筋、63-T型筋体。

具体实施方式

电磁屏蔽通常以导体隔离来控制电磁波由一个区域向另一区域的感应和辐射传播。密闭的导体可形成导电通路，导电通路对电磁能流具有引导作用，其引导方式可包括表面反射、内部吸收(导体材料内部产生与源电磁场相反的电流和磁极化)，以及内部反射。在以上反射和吸收的过程中，电磁波的能量会受到大幅损耗，从而减弱源电磁场的辐射效果。但是，以可拆卸方式连接的壳体之间不可避免的产生缝隙，缝隙可破坏导电通路的连续性，降低屏蔽结构的屏蔽性能。

目前，提高光模块电磁兼容性能常用的一种方式是在上壳体和下壳体组成的腔体内填充吸波材料。吸波材料能够在较宽的频带范围内高效吸收投射在其表面的电磁波，通过在腔体内部填充吸波材料的方式，能够有效提高光模块的电磁兼容性能，但吸波材料的价格较高，导致应用了吸波材料的光模块成本过高。

通常情况下，当壳体之间的缝隙足够小时，电磁波则无法穿过此缝隙传播至壳体外部。本申请根据此原理并利用弹性竖筋，或者金属筋体和弹性导电体的组合将壳体连接处产生的缝隙分隔为多个细微的子缝隙，细微的子缝隙能够将光模块主体产生的电磁波阻挡在由壳体围成的腔体内部。本光模块不需要使用价格高昂的吸波材料，即可大幅减少电磁泄露，提高光模块的电磁兼容性能。

参见图2和3，所示分别为本申请实施例一提供的一种光模块的整体结构示意图和本申请实施例一提供的一种光模块的拆分示意图。如图2和3所示，本申请提供的光模块包括所述光模块包括上壳体1、下壳体2、电路板3以及多个弹性竖筋4；所述上壳体1包括一个底面12和垂直于所述底面12的两个侧面11，所述两个侧面11分布于所述底面12的宽度方向上，且相互平行；所述下壳体2包括一个底面22和垂直于所述底面22的两个侧面21，所述两个侧面21分布于所述底面22的宽度方向上，且相互平行。所述上壳体两个侧面11外壁之间的距离小于所述下壳体两个侧面21外壁之间的距离；所述上壳体1的两个侧面11插入所述下壳体2的两个侧面21之间，所述电路板3设置于所述上壳体1和所述下壳体2形成的腔体内部。本光模块的上壳体1和下壳体2为可拆分的两个独立壳体。当上壳体1插入下壳体2内时，上壳体1的侧壁11与下壳体2的侧壁21紧密嵌合在一起，形成一个侧壁之间留有细小缝隙的相对密闭的腔体。

在上壳体1和下壳体2形成的腔体内部，可以设置电路板3，也可以设置能够实现光电转换或电光转换的光器件，或者电路板3和光器件的组合。在实现光电转换或电光转换的过程中，光器件和电路板等会产生电磁信号。为了防止电磁波自侧壁之间的缝隙泄漏至外部，本光模块设有弹性竖筋4。多个弹性竖筋4沿所述光模块的长度方向分布于上壳体1的侧面外壁上、或者沿所述光模块的长度方向分布于下壳体2的侧面内壁上、或者沿所述光模块的长度方向分布于上壳体1的侧面外壁以及下壳体2的侧面内壁上。本实施例中，弹性竖筋4可以为磷青铜、铍青铜、锰钢或者不锈钢等具有弹性的细长筋体。

参见图4，所示为本申请实施例一提供的一种光模块外壳的截面示意图。由图4可见，弹性竖筋4可将上下壳体侧壁之间的缝隙分隔为多个独立的子缝隙，电磁波很难穿过弹性竖筋4分隔形成的细小子缝隙传播至壳体外部，从而被由上壳体1、下壳体2和弹性竖筋4共同构成电磁屏蔽结构所屏蔽。应用本光模块时，不会产生明显的电磁泄漏，光模块的电磁兼容性能得以显著提高。

本实施例中，上壳体1、下壳体2和弹性竖筋4均为导电体，三者共同构成电路板3的电磁屏蔽结构。其中，上壳体1和下壳体2在电磁屏蔽中起主要作用，可选择具有较高的电导率和磁导率的导体作为上壳体1和下壳体2的壳体材料，比如，银、铜、铝等金属材料及其合金。高导电性材料在电磁波的作用下能够产生较大的反向感应电流，从而消耗更多的电磁波能量，获得更好的电磁屏蔽效果。

上壳体1和下壳体2对电路板3不仅具有电磁隔离作用，还应具有环境隔离的作用。很多光模块的应用环境比较恶劣，例如某些应用于通讯基站中的光模块，长期处于高温、高湿环境中，大气中的化学物质容易腐蚀、损坏光模块的外壳结构，影响其内部模块主体1的工作状态。由此，本实施例中，上壳体1和下壳体2可选择锡合金、镍合金或者锡镍合金中的一种。其中，锡合金以锡元素为基础元素，添加铅、锌、铜等其他金属元素组成的合金，锡合金具有较高的导热性能和耐大气腐蚀性能；镍合金为以镍为基础元素，添加铬、铝、锆等其他元素组成的合金，镍具有良好的抗氧化性、耐蚀性以及高温强度；锡镍合金更是综合了以上锡合金和锡合金的优良性能，为上壳体1和下壳体2内部的模块主体1提供较好的保护。

当弹性竖筋4交错分布于上壳体1的侧面外壁以及下壳体2的侧面内壁时，缝隙内相邻的两个弹性竖筋4在光模块的长度方向上应具有重合部分，避免如图5所示的相邻两弹性竖筋4在垂直方向上产生间隙而无法形成独立的子缝隙。本实施例中，以上各个弹性竖筋4的至少一个端点与缝隙内相邻的弹性竖筋4对应的端点处于同一水平线上。以上设置方式，不仅可以形成独立的子缝隙，还能够使得子缝隙的深度(即竖直方向的长度)得以相对最大化。相邻的两个弹性竖筋4形成的子缝隙深度越深，电磁波越不容易穿过子缝隙而发生电磁泄漏。

由于电磁波屏蔽效果受缝隙深度的影响，缝隙的深度越深，电磁波衰减的程度越大。根据以上原理，为了获取在一定程度上获得更大的缝隙深度，本实施例中的弹性竖筋4在所述光模块的长度方向上倾斜设置，且各个所述弹性竖筋的倾斜角度相同

通常情况下，缝隙的开口尺寸小于电磁波波长的1/2，即可对电磁波产生一定的屏蔽效果，缝隙的尺寸越小，对电磁波额屏蔽效果越好。但是考虑到光模块的各部件的加工难度，以及各部件之间的装配难度，本实施例中，缝隙内相邻的两个弹性竖筋4之间的距离小于电路板3产生的电磁波波长的1/20即可。光模块产生的电磁波波长通常在20mm-30mm，因此，本实施例中，相邻的两个所述弹性竖筋4之间的距离应在1.5mm以下。

参见图6，所示为本申请实施例一提供的一种弹性竖筋在壳体装配前后的状态变化示意图。图6中左侧部分为弹性竖筋4在上壳体1上的原始状态；右侧部分为弹性竖筋4填充于缝隙之后的形变状态。由二者的比较可见，弹性竖筋4在原始状态时，其厚度大于缝隙的宽度(如虚线所示)，由于弹性竖筋4具有一定的形变能力，在上壳体插入所述下壳体之后发生压缩式的弹性形变。弹性竖筋4在缝隙内过盈填充的状态，使得弹性竖筋4与两壳体(上壳体1和下壳体2)的侧壁之间具有面-面连接，从而在相邻的两个弹性竖筋4之间形成独立的子缝隙。

参见图7，所示为本申请实施例一提供的一种缝隙填充状态的示意图。由图7可见，本实施例中的光模块还包括导电胶层5，所述导电胶层5设置于所述弹性竖筋4与所述上壳体1之间。本申请其他实施例中，导电胶层5也可以设置于弹性竖筋4与上壳体1和下壳体2中至少一个壳体的侧壁之间。导电胶层5的主要成分为导电胶，导电胶内含有导电离子和胶黏剂，其中，胶黏剂可将弹性竖筋4固定在上壳体1的侧壁上，并与上壳体1连接为一个整体结构，避免上壳体1和下壳体2组装时，弹性竖筋4的位置由于挤压而出现偏移，影响子缝隙的尺寸以及屏蔽效果；导电胶内的导电离子则可与弹性竖筋4和上壳体1形成连续的导电通路。

本实施例使用导电胶粘合弹性竖筋4与上壳体1，与其他结合方式相比，胶水粘合的方式操作较为简便，工艺成本较低。另外，在上壳体1和下壳体2组装的过程中，弹性竖筋4发生弹性形变，导电胶层5将在相邻的两个弹性竖筋4的挤压力作用下进入子缝隙内，从而缩小子缝隙的尺寸，在一定程度上能够增强屏蔽装置2的屏蔽性能。

虽然以上述实施方式组合而成的屏蔽装置能够大幅减少电磁泄露，提高光模块的电磁兼容性能。但是，由于弹性竖筋4与上壳体1、下壳体2的材质不同，使得弹性竖筋4很难与上壳体1或下壳体2以一体成型的方式相结合，增加了弹性竖筋4的装配难度。相邻的两个弹性竖筋4之间的距离比较小，通过人工等装配方式容易降低子缝隙的尺寸精度，同时，影响光模块的生产效率。为此，本申请以下实施例提供了一种便于组装的光模块。

参见图8和图9，所示分别为本申请实施例二提供的一种光模块的拆分示意图和本申请实施例二提供的一种缝隙的填充状态示意图。由图8和图9可见，本实施例除了与实施例1相同的上下壳体结构以及二者的组合关系以外，光模块还包括金属筋体6和弹性导电体7。

金属筋体6包括设置于所述上壳体1侧面外壁上的第一金属竖筋61和设置于下壳体2侧面内壁上的第二金属竖筋62；第一金属竖筋61和第二金属竖筋62沿光模块的长度方向交错分布；第一金属竖筋61和第二金属竖筋62向对应壳体突出的尺寸均小于上壳体1侧面和下壳体2侧面之间的距离；以便弹性导电体7可以过盈填充于上下壳体之间。与实施例一类似，第一金属竖筋61的至少一个端点与第二金属竖筋62对应的端点处于同一水平线上，上下壳体侧壁之间相邻的第一金属竖筋61和第二金属竖筋62之间的距离小于电路板产生的电磁波波长的1/20。

本实施例中的金属筋体6与实施例二中弹性竖筋4的设置与分布方式类似，以此方式设置与分布方式的优点也大致相同，这里不再赘述。本实施例中的金属筋体6的主要功能是为子缝隙的形成起到定位作用，即金属筋体6的分布状态可直接影响子缝隙的大小。但金属筋体6本身不具有弹性，金属筋体6与侧壁之间仍然是点-点接触或者点对面接触。因而，在金属筋体6与侧壁之间需要设置弹性导电体7，弹性导电体7在挤压时发生弹性形变，过盈填充于所述第一金属竖筋61与所述上壳体1侧壁之间，以及所述第二金属竖筋62与所述下壳体2侧壁之间。金属筋体6与弹性导电体7相互配合，能够将两壳体侧壁之间形成缝隙分隔为多个独立的子缝隙。

由于金属筋体6可与上壳体1和下壳体2的材质相同。因而，本实施例中第一金属竖筋61与所述上壳体1，第二金属竖筋62与所述下壳体2均为一体成型结构。

本实施例中，所述弹性导电体7为不锈钢钣金件，不锈钢钣金件插入上壳体1侧壁与下壳体2侧壁之间。不锈钢钣金件是由钣金工艺加工而成的不锈钢薄板。钣金工艺是一种综合性冷加工工艺，经钣金工艺加工后可获得超薄且厚度均匀的金属板材。另外，本实施例中采用铬元素含量相对较低的不锈钢作为钣金加工的原材料，此类不锈钢弹性相对较好，可发生较大形变后抵触在上下壳体的侧壁上，形成面-面接触。此外，相比较导电胶水、密封橡胶等其他可以用于封堵孔隙的弹性导电体而言，不锈钢钣金件的成本更低，有利于实现光模块的大规模生产。

组装光模块时，先将不锈钢钣金件插入下壳体2的空腔内，再将上壳体1嵌入不锈钢钣金件内，三者由外向内的分布顺序为下壳体2-不锈钢钣金件-上壳体1。由于第一金属竖筋61和第二金属竖筋62交错分布，在上壳体1和下壳体2相互嵌合的过程中，处于二者之间的不锈钢钣金件受到第一金属竖筋61和第二金属竖筋62两个方向的挤压力，发生弹性形变后过盈填充于所述第一金属竖筋61与所述下壳体2侧壁之间，以及所述第二金属竖筋62与所述上壳体1侧壁之间。同时，不锈钢钣金件的一部分进入第一金属竖筋61与第二金属竖筋62之间的子缝隙内，能够在一定程度上缩小子缝隙的水平长度，进而增强屏蔽装置2的屏蔽性能。

为尽量减少子缝隙的数量，降低电磁波通过子缝隙泄漏的可能性，本申请其他实施例中，金属筋体6也可以为适当数量的横筋与竖筋的组合。

图10为本申请实施例三提供的一种缝隙的填充状态示意图。由图10可见，本实施例中分布于上壳体1侧壁的金属筋体6为T型筋体63，T型筋体63是由一段横筋和一段竖筋组成的一体成型结构。其中，横筋的宽度(即竖直方向的长度)不可过小，且水平长度不可过大，覆盖1-2个子缝隙即可。横筋的水平长度过长，则容易影响弹性导电体7的形变量，导致横筋与上壳体1的侧壁之间产生缝隙，出现电磁泄漏现象。

另外，第二金属竖筋62(图10中虚线部分)在下壳体2的排布方式，应能够使第二金属竖筋62的位置更靠近T型筋体63的横筋部分，以使第二金属竖筋62与横筋部分形成的子缝隙足够窄，在一定程度上避免模块主体1产生的电磁波穿过该子缝隙。

根据电磁场理论，具有一定深度的缝隙均可看作波导，波导在一定条件下可以对在其内部传播的电磁波进行衰减，且缝隙的深度越深，电磁波衰减的程度越大。根据以上原理，为了获取在一定程度上获得更大的缝隙深度，本申请的如下实施例对金属筋体6的分布方式进行了优化。

参见图11，所示为本申请实施例五提供的一种金属竖筋的分布状态图。由图11可见，本实施例中，第一金属竖筋61和第二金属竖筋62光模块的长度方向上倾斜设置，且倾斜角度相同。为了控制子缝隙的大小和装配等因素，金属筋体6的倾斜角度不宜过大。为了进一步提高子缝隙的深度，上壳体1侧壁与下壳体2(图11中没有示出)侧壁的高度相同，且第一金属竖筋61和第二金属竖筋62两个端点之间的垂直距离均与上壳体1或下壳体2的高度相等。

本实施例中，金属筋体6的倾斜设置、金属筋体6与上壳体1、下壳体2的高度相等均是增加子缝隙深度(即子缝隙在竖直方向的长度)的一种方式。本申请其他实施例也可以采用其中的任意一种方式或者其他方式来增加子缝隙的深度。

本说明书中各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。以上所述的本申请实施方式并不构成对本申请保护范围的限定。